【技术实现步骤摘要】
本申请属于风电叶片领域，尤其涉及一种风电叶片结构预制件、风电叶片及结构预制件的设计方法。
技术介绍
1、风电叶片蒙皮制造过程中，主要成型工艺主要为：在单面不漏气的叶片壳体模具上铺放依次玻璃纤维等连续纤维增强材料、连续毡、风电叶片结构预制件，以及轻木芯材、泡沫芯材等结构芯材；在增强材料上铺放各类成型辅助材料，基本顺序为脱模布或隔离膜→导流网→真空袋膜；利用真空泵从叶片模具型腔的纤维增强体中抽出空气，保持纤维增强体处于真空状态；负压作用下，将树脂注入模具型腔，使树脂在纤维增强体中流动和渗透，完成树脂浸润纤维增强体后在室温下或加热状态下固化；进行后处理，得到树脂和增强纤维比例达标的风电叶片。
2、其中，风电叶片结构预制件是指在风电叶片模具之外先行制作好的部件，如叶根预制件、拉挤板、预制腹板、预制后缘主梁等。这些预制件可以通过不同的工艺方法制作，如手工铺层、真空辅助树脂传输成型(vartm)、预浸料(prepreg)、模具成型等。
3、为了提高树脂的渗透效果，现有技术在风电叶片结构预制件与纤维层之间铺设连续毡，然而，随着风电叶片尺寸的不断增大，风电叶片重量也在不断增加，连续毡的大量使用是增加风电叶片重量的重要原因之一，对风电叶片整体的重量控制造成不利影响。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种风电叶片结构预制件、风电叶片及结构预制件的设计方法，能够保证树脂的渗透效果且降低风电叶片的重量。
2、一方面，本申请实施例提供了一种风电叶片结构预制件，包括具有导
3、根据本申请的实施例提供的风电叶片结构预制件，第一导流区域和第二导流区域的导流结构相对于结构面的结构形成方向相反。
4、根据本申请的实施例提供的风电叶片结构预制件，第二导流区域的导流结构沿风电叶片的展向延伸设置。
5、根据本申请的实施例提供的风电叶片结构预制件，第一导流区域的导流结构沿风电叶片的展向的夹角范围为±30°～±45°。
6、根据本申请的实施例提供的风电叶片结构预制件，第一导流区域的导流结构包括顺次接连设置的导流部，导流部包括交叉连通的一对凹槽；
7、第二导流区域的导流结构包括凸起，导流部沿凸起的长度方向设置，各个第二导流区域的凸起平行设置。
8、根据本申请的实施例提供的风电叶片结构预制件，第一导流区域的导流结构包括凹槽，凹槽的深度范围为2±0.5mm，凹槽的宽度范围为2mm～3mm；第二导流区域的导流结构包括凸起，凸起凸出结构面的高度范围为2mm～3mm，凸起的宽度范围为2mm～3mm。
9、另一方面，本申请的实施例提供了一种风电叶片，包括：
10、外蒙皮；内蒙皮；结构层，结构层置于外蒙皮和内蒙皮之间，结构层包括上述风电叶片结构预制件，风电叶片结构预制件的结构面背向内蒙皮。
11、根据本申请实施例提供的风电叶片，外蒙皮包括纤维层，风电叶片结构预制件的第一导流区域的导流结构沿纤维层的纤维方向延伸设置。
12、再一方面，本申请实施例还提供了一种结构预制件的设计方法，包括：
13、基于风电叶片指定位置的结构强度参数以及结构强度参数与风电叶片的结构预制件的开槽率的对应关系表，确定所述结构预制件的开槽率；基于所述开槽率以及开槽率与结构预制件的导流结构的横截面积对应关系式，确定所述结构预制件的导流结构的横截面积，其中，所述开槽率与单位时间内结构预制件对应的局部外蒙皮灌注液质量成正比，与结构预制件具有导流结构的一面的表面积、导流结构的横截面积以及灌注液密度成反比；基于所述结构预制件的导流结构的横截面积和所述导流结构的结构布局，确定所述结构预制件的导流结构的设计参数。
14、根据本申请实施例提供的结构预制件的设计方法，所述结构强度参数与风电叶片的结构预制件的开槽率的对应关系表的获得步骤，包括：基于风电叶片的预设参数和预设结构布局，仿真模拟得到所述指定位置的结构强度参数，所述风电叶片的预设参数包括单位时间内结构预制件对应的局部外蒙皮灌注液质量、结构预制件的导流结构的横截面积、结构预制件具有导流结构的一面的表面积和灌注液密度；基于以下开槽率的关系式，确定所述指定位置的所述结构预制件的开槽率；
15、
16、其中，w为开槽率，g为单位时间内结构预制件对应的局部外蒙皮灌注液质量；s1为结构预制件具有导流结构的一面的表面积；s2为导流结构的横截面积；ρ为灌注液密度；基于所述指定位置的结构强度参数和所述结构预制件的开槽率，建立不同的结构预制件的导流结构的横截面积下的结构强度参数与风电叶片的结构预制件的开槽率的对应关系表。
17、根据本申请实施例提供的结构预制件的设计方法，所述单位时间内结构预制件对应的局部外蒙皮灌注液质量的计算公式，包括：
18、
19、g为单位时间内结构预制件对应的局部外蒙皮灌注液质量；s3为结构预制件对应的外蒙皮一面的表面积；n为外蒙皮的纤维层数；ρ2为纤维面密度；g总为灌注液总含量；g纤为纤维含量；t为灌注总时长。
20、本申请实施例的风电叶片结构预制件、风电叶片及结构预制件的设计方法，通过在风电叶片结构预制的结构面设置导流结构，且导流结构的具有不同的导流方向的第一导流区域和第二导流区域，第一导流区域具有网状的第一导流结构，从而提高风电叶片成型过程中的灌注也的渗透效果，减少连续毡的使用，从而降低风电叶片的整体重量。
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1.一种风电叶片结构预制件，其特征在于，包括具有导流结构的结构面，所述结构面包括交替设置的第一导流区域和第二导流区域，所述第一导流区域和所述第二导流区域的所述导流结构的导流方向交叉设置，所述第一导流区域的所述导流结构呈网状分布。
2.根据权利要求1所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第一导流区域和所述第二导流区域的导流结构相对于所述结构面的结构形成方向相反。
3.根据权利要求1所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第二导流区域的导流结构沿所述风电叶片的展向延伸设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第一导流区域的所述导流结构沿所述风电叶片的展向的夹角范围为±30°～±45°。
5.根据权利要求2所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第一导流区域的所述导流结构包括顺次接连设置的导流部，所述导流部包括交叉连通的一对凹槽；
6.根据权利要求2所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第一导流区域的导流结构包括凹槽，所述凹槽的深度范围为2±0.5mm，所述凹槽的宽度范围为2m
7.一种风电叶片，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的风电叶片，其特征在于，所述外蒙皮包括纤维层，所述风电叶片结构预制件的所述第一导流区域的所述导流结构沿所述纤维层的纤维方向延伸设置。
9.一种结构预制件的设计方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的结构预制件的设计方法，其特征在于，所述结构强度参数与风电叶片的结构预制件的开槽率的对应关系表的获得步骤，包括：
11.根据权利要求9所述的结构预制件的设计方法，其特征在于，所述单位时间内结构预制件对应的局部外蒙皮灌注液质量的计算公式，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种风电叶片结构预制件，其特征在于，包括具有导流结构的结构面，所述结构面包括交替设置的第一导流区域和第二导流区域，所述第一导流区域和所述第二导流区域的所述导流结构的导流方向交叉设置，所述第一导流区域的所述导流结构呈网状分布。
2.根据权利要求1所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第一导流区域和所述第二导流区域的导流结构相对于所述结构面的结构形成方向相反。
3.根据权利要求1所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第二导流区域的导流结构沿所述风电叶片的展向延伸设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第一导流区域的所述导流结构沿所述风电叶片的展向的夹角范围为±30°～±45°。
5.根据权利要求2所述的风电叶片结构预制件，其特征在于，所述第一导流区域的所述导流结构包括顺次接连设置的导流...
【专利技术属性】
技术研发人员：李占营，赵立岩，颜晨，刘卫生，
申请(专利权)人：中材科技风电叶片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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